测控烟雾报警系统.docx
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测控烟雾报警系统
南京邮电大学自动化学院
实验报告
实验名称：
烟雾报警系统
课程名称：
测控技术与仪器专业综合实验
所在专业：
测控技术与仪器
学生姓名：
班级学号：
B13050605
任课教师：
戎舟
2015/2016学年第二学期
摘要：
MQ-2气体传感器模块采集数据，经过ADC0809进行转换将模拟信号转换成数字信号，由51型单片机采集数据对数据进行处理。
再由LABVIEWVISA串口通信实时显示气体传感器采集的数据。
本系统更加方便，且能够实时显示。
1．实验目的
1、理解烟雾信号的测试原理，掌握烟雾传感器模块的使用
2、掌握数据采集芯片的原理和使用
3、掌握相应的软硬件设计方法。
2.实验要求
1、理解烟雾传感器的原理，掌握烟雾传感器模块的使用。
2、掌握AD转换芯片的使用，搭建测试电路。
3、编写单片机程序，对AD转换进行控制，将采集得到的烟雾信号传给上位机。
4、用LabVIEW编写上位机程序，实现串口信号的接收、显示、报警和存储。
3．实验设备
（1）计算机1台
（2）SL-1型51单片机综合实验箱1台
（3）MQ-2气体传感器模块 1个
（4）ADC0809芯片 1个
4.实验内容
4.1系统结构
系统结构及模块功能说明
MQ-2气体传感器模块采集数据，经过ADC0809进行转换将模拟信号转换成数字信号，由51型单片机采集数据对数据进行处理。
再由LABVIEWVISA串口通信实时显示气体传感器采集的数据。
系统框图
4.2硬件模块
（1）所用芯片或模块介绍
1、传感器模块
烟雾传感器采用MQ-2气体传感器，所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡。
当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度增加而增大的特性，通过简单的电路即可将电导率的变换转换为与该气体浓度相对应的输出信号。
MQ-2气体传感器对液化气、丙烷、氢气的灵敏度高，对天然气和其他可燃蒸汽的检测也很理想。
MQ-2烟雾传感器模块具有两路信号输出，一路输出模拟量，模拟量输出0~5V电压，浓度越高电压越高。
一路输出TTL电平信号，TTL输出有效信号为低电平（当输出低电平时信号灯亮，可直接接单片机），电位器只针对TTL输出灵敏度进行调节，顺时针调节灵敏度高，逆时针调节，灵敏度低。
2、ADC0809芯片
（1）主要特性
1）8路8位A/D转换器，即分辨率8位。
2）具有转换起停控制端。
3）转换时间为100μS。
4）单个+5V电源供电。
5）模拟输入电压范围0~+5V，不需要零点和满刻度校准。
6）工作温度范围为-40~+85摄氏度
7）低功耗，约15mW.
（2）内部结构
ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器，内部结构如图4所示，它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8路开关树型D/A转换器、逐次逼近寄存器、三态输出锁存器等其他一些电路组成。
因此，ADC0809可处理8路模拟量的输入，且具有三态输出鞥能力，既可与各种微处理器相连，也可单独工作。
输入输出与TTL兼容。
（3）外部特性（引脚功能）
D7~D0：
8位数字量输出引脚
INT0~INT7:
8位模拟量输入引脚
VCC：
+5V工作电压
GND：
地
REF（+）：
参考电压正端
REF（-）：
参考电压负端
START：
A/D转换启动信号输入端。
当ST上跳沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿时，开始进行A/D转换；转换期间，ST保持低电平。
ALE：
地址锁存允许信号输入端，高电平有效。
当ALE为高电平时，地址锁存器与译码器将A,B,C三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的拟量进转换器进行转换。
A,B,C为地址输入线，用于选通INT0~INT7上的一路模拟量输入。
EOC：
转换结束信号输出引脚，开始转换时为低电平，当转换结束时为高电平。
OE：
输出允许控制端，用以打开三态数据输出锁存器。
OE=1.输出转换得到的数据；OE=0，输出数据线呈高阻状态。
CLK：
时钟信号输入端（一般为500KHz），由外界提供。
3、STC89C51
STC89C51单片机学习板是一款基于8位单片机处理芯片STC89C52RC的系统。
STC89C52RC是采用8051核的ISP（InSystemProgramming）在系统可编程芯片，最高工作时钟频率为80MHz，片内含8KBytes的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，具有在系统可编程（ISP）特性，配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部，省去了购买通用编程器，而且速度更快。
STC89C52RC系列单片机是单时钟/机器周期（1T）的兼容8051内核单片机，是高速/低功耗的新一代8051单片机，全新的流水线/精简指令集结构,内部集成MAX810专用复位电路。
（2）电路图和实物图
实物图
4.3软件程序
Labview程序
单片机程序
#include
#include//Keillibrary
#include//Keillibrary
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
unsignedchargetdata,a,flag;
sbitST=P3^3;
sbitOE=P3^5;
sbitEOC=P3^2;
sbitCLK=P3^4;
sbitled=P0^0;//定义各个引脚
/*延时5微秒*/
voidDelay5us（）
{
_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;
_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;
_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;
_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;
}
//毫秒延时
voidDelay（unsignedinti）
{
unsignedintj;
for（;i>0;i--）
{
for（j=0;j<125;j++）
{;}
}
}
/*时钟信号500kHz
voidt0（void）interrupt1
{
TH0=（65536-2）/256;
TL0=（65536-2）%256;//装入初值
CLK=~CLK;//取反
}
voidTimeInitial（）
{CLK=0;
TMOD=0x22;
TH0=0xf3;
TL0=0xf3;//2400波特率
EA=1;//开中断
ET0=1;
TR0=1;
PT0=0;//中断优先级最高
}
voidinit（）
{
TMOD=0x22;
TH1=0xf3;
TL1=0xf3;//2400波特率
PCON=0x0;
TR1=1;
REN=1;
SM0=0;
SM1=1;//串口工作在模式一，REN=1;串行口允许接收
EA=1;//开中断
ES=1;//允许串口中断
PS=1;//中断优先级低于时钟信号中断
}
voidmain（）
{
TimeInitial（）;
init（）;
while
（1）
{
ST=0;//关闭start信号输入端
OE=0;//关闭输出允许控制端
ST=1;//启动信号输入端
Delay5us（）;//延时，形成脉冲信号
ST=0;
while（EOC==0）;//当EOC为低电平时开始转换
OE=1;
getdata=P2;//读取P2口数据
if（getdata>5）
{
led=0;
Delay
（2）;
led=1;
Delay（8）;
}//当数据大于5发出闪烁指示灯的警报
Delay（5）;
OE=0;
if（flag==1）
{
ES=0;
SBUF=getdata;
while（!
TI）;
TI=0;
ES=1;
}
}
}//发送指令1时向串口发送数据
voidser（）interrupt4
{
RI=0;
a=SBUF;
if（a==49）
flag=1;
}
5.实验数据及结果分析
6.总结及心得体会
在本次实验中最大的问题就是单片机的编程问题，对于两个中断同时存在就开始迷糊了，特别是关于中断优先级的问题。
在老师的帮助下，终于完成了本次的实验。
建议在实验开始之前加一些关于中断的预习要求，画出一些和实验相关的重点。
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